(57)【要約】【課題】  熱伝導ロスが小さく、冷却性能が良く組み立てが容易で安価な熱伝導ヒンジとこれを用いた電子装置を得る。【解決手段】  本発明の熱伝導ヒンジ4は、電子装置内に設けたヒンジ本体5に、発熱側のヒートパイプ3を挿抜し収納する発熱側の収納部8と、放熱側のヒートパイプ9を挿抜し回動可能に収納する放熱側の収納部12とを備え、発熱側のヒートパイプから放熱側のヒートパイプに伝熱するもので、ヒンジ本体は高熱伝導性の金属材料から成形され、発熱側および放熱側の二つの収納部は丸型ヒートパイプを収納する円筒形の空間にし、二つの収納部にそれぞれ内接して勘合させる円筒状の熱伝導媒体7,11と、熱伝導媒体とヒートパイプの双方に接触する円筒接触片6,10とを備えている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子装置内に設けたヒンジ本体に、発熱側のヒートパイプを挿抜し収納する発熱側の収納部と、放熱側のヒートパイプを挿抜し回動可能に収納する放熱側の収納部とを備え、前記発熱側のヒートパイプから前記放熱側のヒートパイプに伝熱する熱伝導ヒンジにおいて、
前記ヒンジ本体は高熱伝導性の金属材料から成形され、前記発熱側および放熱側の二つの収納部は丸型ヒートパイプを収納する円筒形の空間にし、前記二つの収納部にそれぞれ内接して勘合させる円筒状の熱伝導媒体と、前記熱伝導媒体と前記ヒートパイプの双方に接触する円筒接触片とを備えたことを特徴とする熱伝導ヒンジ。    
【請求項２】
前記二つの収納部は、互いに並行又は直角になるように設置されたことを特徴とする請求項１記載の熱伝導ヒンジ。
【請求項３】
電子装置内に設けたヒンジ本体に、発熱側のヒートパイプを挿抜し収納する発熱側の収納部と、放熱側のヒートパイプを挿抜し回動可能に収納する放熱側の収納部とを備え、前記発熱側のヒートパイプから前記放熱側のヒートパイプに伝熱する熱伝導ヒンジにおいて、
前記発熱側の収納部は、前記放熱側の収納部と直角方向に偏平型ヒートパイプを収納する直方体の空間を設け、高熱伝導性の金属材料から成形された弾力性を持つ接触片を備えたものとし、
前記放熱側の収納部は、丸型ヒートパイプを収納する円筒形の空間にし、この空間部に内接して勘合させる円筒状の熱伝導媒体を備えたことを特徴とする熱伝導ヒンジ。
【請求項４】
前記接触片は、前記偏平ヒートパイプが挿入されたときに弾性変形し前記発熱側の収納部の金属面に押圧する台形の薄板にしたことを特徴とする請求項３記載の熱伝導ヒンジ。
【請求項５】
前記収納部は、その一方端に前記ヒートパイプを挿入する挿入口を設けたことを特徴とする請求項１又は３記載の熱伝導ヒンジ。
【請求項６】
前記熱伝導媒体は、弾性を有するように金属細線をランダムに積層した中空円筒形のものからなり、外径が前記収納部に勘合し、内径が前記円筒接触片の外径に勘合するものであることを特徴とする請求項１又は３記載の熱伝導ヒンジ。
【請求項７】
前記円筒接触片は、高熱伝導性の金属材料からなる中空円筒形であり、前記ヒートパイプの外径より僅かに小さい内径を有し、かつ長手方向にスリットを有していることを特徴とする請求項１又は３記載の熱伝導ヒンジ。
【請求項８】
請求項１から請求項７記載の熱伝導ヒンジを用いて構成したことを特徴とする電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばノートパソコンのように２つの筐体がヒンジを介して開閉可能に結合された電子装置の発熱部品を冷却する熱伝導ヒンジに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術における熱伝導ヒンジとして、図５のような構造になっているものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
図５は、従来の熱伝導ヒンジを示す分解斜視図である。
ヒンジ本体２１は、固定側筐体に取り付けられ、発熱体側のヒートパイプ２８を収納する保持穴２２と放熱側のヒートパイプ２９を収納するパイプ受容溝２３がある。発熱体側のヒートパイプ２８は保持穴２２に圧入する。放熱側のヒートパイプ２９はパイプ受容溝２３に取り付け、パイプ固定金具３０を上方よりはめこむと掛止め部３０ａがヒンジ本体２１に形成された掛止溝２４にはまり、放熱側のヒートパイプ２９はパイプ受容溝２３に押圧されて回転可能に保持される。放熱側のヒートパイプ２９は可動側筐体に取り付けられる。プリント基板２５のＣＰＵ２６で発生した熱は、発熱体側のヒートパイプ２８よりヒンジ本体２１、放熱側のヒートパイプ２９へと伝わり可動側筐体で放熱される。
【特許文献１】特許第３６４４８５８号公報  （段落番号００１５、第２，３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、従来の技術では、ヒンジ本体２１に設けた放熱側のヒートパイプ２９を収納するパイプ受容溝２３の穴はヒートパイプ２９よりわずかではあるが大きく作ってあり、パイプ固定金具３０によりヒートパイプ２９の先端部を、パイプ受容溝２３に押圧して、先端部を回動可能に密着保持する。従って、ヒートパイプ２９と、パイプ受容溝２３の金属的接触は厳密には断面でみれば一点であり、パイプ受容溝全体でみればヒートパイプとの金属的接触は一本の直線となり、熱抵抗を下げるために通常、熱伝導性グリース等をヒートパイプと収容部の空間に充填しているが当然のことながら金属同士の接触より熱抵抗は大きくなる。
【０００４】
また、ヒートパイプの先端部がパイプ受容溝に押圧されて密着接触するようパイプ受容溝の中央部には、ヒートパイプを装着するための開口部が設けられている。開口部を設けるとパイプ受容溝はその上部が切除されるのでヒートパイプとはパイプの円筒部面積の下半分しか接触しないことになる。
このように、円形断面の全周面で接触した場合にくらべて伝熱面積が大幅に減るため熱抵抗が大きくなることがわかる。
また、熱伝導ヒンジのサイズから考えると、ヒートパイプと収容部の金属的接触を増やして熱抵抗を下げるためには長手方向を伸ばすことになり熱伝導ヒンジのサイズが大きくなる。また、発熱体側のヒートパイプ２８は保持穴２２に圧入されているため、伝熱プレート２７、ヒートパイプ２８、ヒンジ本体２１が一体になっている。従って保管時、組み立て時に不便である。  
【０００５】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、発熱体側のヒートパイプおよび放熱側のヒートパイプは熱伝導ヒンジに全周面で接触して熱伝導のロスを削減することができ、またヒートパイプは熱伝導ヒンジ本体から着脱自在となって保管時にかさばらず、組み立てが容易である熱伝導ヒンジ提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は以下の構成にしたものである。
請求項１に記載の発明は、電子装置内に設けたヒンジ本体に、発熱側のヒートパイプを挿抜し収納する発熱側の収納部と、放熱側のヒートパイプを挿抜し回動可能に収納する放熱側の収納部とを備え、前記発熱側のヒートパイプから前記放熱側のヒートパイプに伝熱する熱伝導ヒンジにおいて、前記ヒンジ本体は高熱伝導性の金属材料から成形され、前記発熱側および放熱側の二つの収納部は丸型ヒートパイプを収納する円筒形の空間にし、前記二つの収納部にそれぞれ内接して勘合させる円筒状の熱伝導媒体と、前記熱伝導媒体と前記ヒートパイプの双方に接触する円筒接触片とを備えたものである。
請求項２に記載の発明は、前記二つの収納部が互いに並行又は直角になるように設置されたものである。
請求項３に記載の発明は、電子装置内に設けたヒンジ本体に、発熱側のヒートパイプを挿抜し収納する発熱側の収納部と、放熱側のヒートパイプを挿抜し回動可能に収納する放熱側の収納部とを備え、前記発熱側のヒートパイプから前記放熱側のヒートパイプに伝熱する熱伝導ヒンジにおいて、前記発熱側の収納部は、前記放熱側の収納部と直角方向に偏平型ヒートパイプを収納する直方体の空間を設け、高熱伝導性の金属材料から成形された弾力性を持つ接触片を備えたものとし、前記放熱側の収納部は、丸型ヒートパイプを収納する円筒形の空間にし、この収納部に内接して勘合させる円筒状の熱伝導媒体を備えたものである。
請求項４に記載の発明は、前記接触片を前記偏平ヒートパイプが挿入されたときに弾性変形し前記発熱側の収納部の金属面に押圧する台形の薄板にしたものである。
請求項５に記載の発明は、前記収納部の一方端に前記ヒートパイプの挿入を容易にする挿入口を設けたものである。
請求項６に記載の発明は、前記熱伝導媒体が弾性を有するように金属細線をランダムに積層した中空円筒形のものであり、外径が前記収納部に勘合し、内径が前記円筒接触片の外径に勘合するものである。
請求項７に記載の発明は、前記円筒接触片が高熱伝導性の金属材料からなる中空円筒形であり、前記ヒートパイプの外径より僅かに小さい内径を有し、かつ長手方向にスリットを有しているものである。
請求項８に記載の発明は、請求項１から請求項７記載の熱伝導ヒンジを用いて構成した電子装置である。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に記載の発明によると、円筒接触片と弾性を有する熱伝導媒体とからなる熱授受部が実現できるため、発熱体側および放熱側双方の丸型ヒートパイプが熱伝導媒体に全周面で接触して熱伝導のロスを削減することができ冷却性能が向上する。また、ヒートパイプは熱伝導ヒンジ本体から着脱自在となって保管時にかさばらず、組み立てが容易である。
請求項２に記載の発明によると、上記の効果に加え２組の熱授受部がお互いに直角になるように設置した場合、直線状のヒートパイプが使用できるので冷却性能に優れ、省スペース、低価格の効果が得られる。
請求項３に記載の発明によると、接触片と相対する収納部の金属面と接触片との間に偏平ヒートパイプが挿抜されるので、厚さのうすい小型の装置ができる。
請求項４に記載の発明によると、接触片を台形に成形して弾性変形させ、偏平型ヒートパイプを金属面に押し付けるようにしたので、熱伝導ロスを削減することができ、冷却性能が向上する。
請求項５に記載の発明によると、ヒートパイプの挿入口を設けたので、ヒートパイプの挿抜作業が簡略化できる。
請求項６に記載の発明によると、熱伝導媒体が弾性を有するように金属細線をランダムに積層した中空円筒形にしたので、熱伝導ロスを削減することができ、冷却性能が向上する。
請求項７に記載の発明によると、円筒接触片を中空円筒形とし長手方向にスリットを設けたので、十分な接触圧力が得られるため熱伝導ロスを削減でき、冷却性能が向上する。
請求項８に記載の発明によると、冷却性能が高く、小形で安価な電子装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施例を図に基づいて具体的に説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１は本発明の第１実施例に係る熱伝導ヒンジ構造を示す分解斜視図である。
図１において、１は発熱体、２は熱伝導板、３は発熱側の丸型ヒートパイプ、４は熱伝導ヒンジ、５はヒンジ本体、６は発熱側の円筒接触片、７は発熱側の熱伝導媒体、８は発熱側の収納部、９は放熱側の丸型ヒートパイプ、１０は放熱側の円筒接触片、１１は放熱側の熱伝導媒体、１２は放熱側の収納部、１３は発熱側の挿入口、１４は放熱側の挿入口、１７はカバーである。
ノートパソコンのように２つの筐体がヒンジを介して開閉可能に結合された電子装置において、熱伝導ヒンジは固定側筐体に取り付けられる。
発熱側の丸型ヒートパイプ３の一端は熱伝導板２に装着してあり、他端は発熱側の挿入口１３から発熱側の円筒接触片６へ挿入される。ＣＰＵ等の発熱体表面に熱伝導板２を密着させる。
また放熱側ヒートパイプ９の一端は、放熱側の挿入口１４から放熱側の円筒接触片１０へ挿入され他端は可動側筐体の放熱板へ取り付けられる。
【００１０】
熱伝導ヒンジ４は、銅やアルミニウムなどの高熱伝導性の金属材料からなるヒンジ本体５と、ヒンジ本体５の外縁に設けられ丸型ヒートパイプ３，９を挿抜しやすくするために面取り加工の施された挿入口１３、１４と、挿入口の反対側にヒンジ本体５の内部に向かって挿入口１３、１４と同一軸線上に穿設された収納部８、１２と、収納部８、１２の内部に配設された銅やアルミニウムなど高熱伝導性の金属材料からなる円筒接触片６，１０と、収納部８，１２と円筒接触片６，１０の間に挟持され弾性を有する熱伝導媒体７，１１とを備えている。
なお、収納部８の内部に配設された円筒接触片と、熱伝導媒体とをあわせて熱授受部と呼ぶ。収納部８，１２の端面には円筒接触片６，１０、熱伝導媒体７，１１が脱落しないようにカバー１７がネジで取り付けられる。
【００１１】
円筒接触片６，１０は丸型ヒートパイプ３，９の直径とほぼ同サイズの内径を持つ円形パイプを所定の長さに切断し長手方向にスリットを加工し、丸型ヒートパイプと密着するように内径がわずかに小さくなるように変形させてある。
熱伝導媒体７，１１は適当な長さの金属細線をランダムに積層し、外径が前記円形収納部に適合し内径が円筒接触片の外径に適合し長さが円筒接触片に対応した形状に成形してなり適度な弾性を有する中空円筒形状である。
また、熱伝導媒体７，１１は円筒接触片６，１０に丸型ヒートパイプ３，９を挿入した際、円筒接触片６，１０と収納部８，１２との間にあって収縮変形を行うことにより円筒接触片６，１０および丸型ヒートパイプ３、９を挟持するための充分な弾性が得られるよう成形密度を考慮した上で製作される。
【００１２】
つぎに、熱授受部の動作について発熱側を例にとり説明する。
円筒接触片６は、丸型ヒートパイプ３と密着するように内径がわずかに小さく成形されており、丸型ヒートパイプ３が開口部１３より挿入されると、円筒接触片６は押し広げられるため、熱伝導媒体７がそれ自体の弾性により厚み方向に収縮する。熱伝導媒体７は丸型ヒートパイプ３の挿入により厚み方向にへ収縮すると、その反力により、円筒接触片６と収納部８に密着し円筒接触片６、丸型ヒートパイプ３を収納部８に挟持する。放熱側の熱授受部も同じ構造となっている。
したがって、従来技術と比べると、丸型ヒートパイプ３は円筒接触片６の内側の全周で強く接触するので丸型ヒートパイプ３の熱が円筒接触片６、熱伝導媒体７、ヒンジ本体５へと発熱側の熱授受部へ効率よく伝わり、さらに放熱側の熱授受部へと伝熱し放熱側の丸型ヒートパイプ９から可動側筐体の放熱板より放熱する。
また、上述のように丸型ヒートパイプはヒンジ本体５の熱授受部から着脱自在となっているので保管時にかさばらず、組み立てが容易である。
【実施例２】
【００１３】
図２は、本発明の第２実施例に係る熱伝導ヒンジ構造を示す分解斜視図である。
本実施例は、発熱側および放熱側の熱授受部がお互いに直角になるように設けられているものである。この熱授受部の配置以外は第１実施例と同じ構造である。
発熱側の丸型ヒートパイプ３が直線状になっているので性能的、スペース的、価格的にも有利である。従来技術と比べると、丸型ヒートパイプが円筒接触片６の内側の全周で強く接触して伝熱効率がよいため、互いに直角になるように配置してもスペースが大きくならない。
【実施例３】
【００１４】
本発明の第３実施例の分解斜視図を図３に、図３のヒンジ本体５の拡大断面図を図４に示す。
本実施例は第２実施例の発熱側のヒートパイプを丸型から偏平型に代えたものである。したがって第１実施例、第２実施例と同じものについては説明を省略し異なるところのみ説明する。
図３において、１５は発熱側の偏平型ヒートパイプ、１６は発熱側の接触片、１６ａ、１６ｂは接触部片の左右の鍔、２０は収納部下面のスリットで左右二箇所のスリット２０ａ、２０ｂである。９は放熱側ヒートパイプ、１７はカバーである。
熱伝導ヒンジ４は、高熱伝導性の金属材料からなるヒンジ本体５と、ヒンジ本体５の偏平ヒートパイプ１５を挿抜する面から奥行き方向に穿設された収納部８と、収納部８の内部に配設された高熱伝導性の金属材料から成形された弾力性を持つ１個の接触片１６とを備え、接触片１６と相対する収納部８の金属面と接触片１６との間に偏平ヒートパイプ１５が挿入されている。そして収納部８の前後端面には接触片１６が脱落しないように前面のカバー１９と、後面のカバーが取り付けられる。
【００１５】
接触片１６は、その断面が台形をなしておりその左右の鍔の部分１６ａ、１６ｂが収納部８の下面に設けた左右のスリット２０ａ、２０ｂに装着される。接触片１６は偏平ヒートパイプ１５を挿入したときに、接触片１６が弾性により変形し偏平ヒートパイプ１５を適度の圧力で収納部上面の金属面に押し付けることができるように考慮してその板厚、台形の高さなどを設計する。このような構造の熱伝導ヒンジにおいて偏平ヒートパイプ１５の熱は、主に熱抵抗の小さい収納部上面の金属面よりヒンジ本体５に伝わり一部は接触片１６より収納部８の下面の金属面へ伝わる。
発熱側ヒートパイプを丸型から偏平型に代えることにより薄いヒートパイプが使えるため、装置の薄型化に貢献できる。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
本発明は、従来技術に比べて冷却性能が良く、且つ熱伝導ヒンジとヒートパイプが着脱自在のため組み立て性が良い、小型化、高発熱化の進むノートパソコンなどの電子装置の冷却に不可欠の技術である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施例に係る熱伝導ヒンジを示す分解斜視図
【図２】本発明の第２実施例に係る熱伝導ヒンジを示す分解斜視図
【図３】本発明の第３実施例に係る熱伝導ヒンジを示す分解斜視図
【図４】図３における発熱側の収納部を示す拡大図
【図５】従来の熱伝導ヒンジを示す分解斜視図
【符号の説明】
【００１８】
１  発熱体
２  熱伝導板
３、９  丸型ヒートパイプ
４  熱伝導ヒンジ
５  ヒンジ本体
６、１０  円筒接触片
７、１１  熱伝導媒体
８、１２  収納部
１３、１４  挿入口
１５  偏平型ヒートパイプ
１６  接触片
１６ａ、１６ｂ  鍔
１７、１８、１９  カバー
２０、２０ａ、２０ｂ  スリット
２１  ヒンジ本体  
２２  保持穴  
２３  パイプ受容溝
２４  掛止溝
２５  プリント基板
２６  ＣＰＵ
２７  伝熱プレート
２８、２９  ヒートパイプ
３０  パイプ固定金具
３０ａ  掛止め部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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